未来生活的智能机器人

来源:用户上传      作者: 吕明芳

　　摘要：本文介绍了智能机器人的特点及应用。
　　关键词：智能机器人；人形迷思；传感；监控
　　
　　不久前，日本本田公司(Honda)知名的ASIMO人型机器人上台担任指挥，带领底特律交响乐团演出百老汇音乐剧“梦幻骑士”中的名曲《The Impossible Dream》，全场演出乐手与观众皆报以热烈掌声。而麻省理工学院(MIT)机械脚实验室研究员赫尔的下半身看起来就像机器人，他是一位双腿截肢的残障人士，正研究如何以金属杆取代骨头、用精密的计算机电路板代替腿部肌肉功能，研发出以人造肌肉驱动的假肢。
　　自1970年产业用机器人大量运用在工业生产，如汽／机车、机械、半导体等产业之后，近年来随着市场需求与应用趋向多元化，再加上过去十年来人工智能与传感技术等的进展，驱动了智能机器人时代的来临，机器人与我们的生活，甚至身体也更加密不可分。
　　
　　服务用智能机器人为产业推手
　　
　　国际机器人协会(IFR)与联合国欧洲经济委员会(UNECE)调查分析指出，2003到2006年累计机器人需求达220万台，有三万种的应用产品出现；自2004至2007年间服务用智能机器人之产量将成长为670万台，在机械控制技术渐趋成熟的情况下，家务用机器人跃升成为主流，占总产量之61.83％，居于第二位的教育娱乐用机器人占37.25％，从2012到2020年，机器人市场总值保守估计可望达到800N2500亿美元之间，主要成长的领域将是非工业领域――尤其是玩具、交通、健康和老年人护理等服务用智能机器人，与个人／家用服务机器人；而“机器人”这个概念，也从模拟人的行为或形体，扩展成能学习并以自动化方式取代某些人类行为的装置。
　　服务用智能机器人具备有多重传感系统、远程监控、警报通知及多媒体导览等功能。根据国际机器人协会所订分类标准，服务用智能机器人可依照使用目的区分为19大类，其中最被看好的机器人应用为医疗、居家服务以及娱乐等应用。
　　目前市场上医疗用机器人，仍是以操控式机械手臂加上显微影像显示系统所结合操作、共同使用之手术型机器人为主。目前最新的是由美国IS(Intuitive Surgical)公司所制造的机器人内窥镜手术装置“达芬奇系统”。优点在于可大幅降低手术过程中的感染问题，并进入一般医师手部所无法伸入之器官组织；此外，配合视频传输与影像显示技术的进步，可望能进一步实现远距手术。医疗用机器人的进阶应用之一则朝向让机器人成为人体一部分――人机――体的方向迈进。譬如正在发展中的人工心脏、视网膜、能接收神经信号的智能型假肢等，让身体因受伤或生病而出现功能缺陷的人，可以有更多替换或矫正的选择。此外，康复与看护机器人的需求也随着人力不足的问题而增加。
　　居家服务机器人为目前推展最顺利的机器人产品之一。全球吸尘器每年需求量为6000万台，预估智能型吸尘器机器人将占总销售量的1.6％。现阶段独占鳌头的美国机器人大厂iRobot长期以来与美国国防部及太空总署合作，看好人们对生活质量和健康的要求，便从军事用途机器人跨足居家服务机器人，更与Clorox共同研发Roomba的进阶机种Scooba――除了吸尘功能外，还具有拖地功能。去年9月iRobot在纽约举办数字生活展上又推出了两款新机种，一款是可在雨天进行户外打扫的机器人iRobot Looi；另一款则是可通过镜头与麦克风进行远程沟通的iRobot ConnectR，让使用者可对家中环境进行互动监控。虽然iRobot尚未发展出多功能的整合型管家机器人，但足可看其出布局居家服务机器人的野心。
　　在娱乐机器人部分可发挥的空间就更多了。从Sony推出的宠物狗爱宝Aibo，到近期具有情绪表达能力的机器恐龙Pleo，今年暑假燃起新旋风的则是Wall-E。这是由迪斯尼动画消费者产品部门(Disney Consumer Products)准备推出的一系列与最新动画片WalI-E相关的机器人产品。“Wall-E终极机器人”有十个马达可让它自由运动，还可跟着人的声音行走、自动绕开障碍物，并感测人员进出房间，最讨喜的部分是它启动后会说话并随着音乐跳舞，插入iPod或其它的MP3播放器，就会变身成i-Dog或i-Cy动感音乐装置。
　　种类繁多的智能机器人产品创造了高产值，也为背后关联产业创造了新商机。譬如精密机械、零／器件及ICT产业，包括网卡、主机板、控制芯片、软件、马达、电池等相关零组件等，高附加价值的特性，也造就了多样化、且大量的市场需求。
　　
　　打破“人形迷思”，机器人发展无限广
　　
　　当机器人与人类生活接触更多时，我们可以发现机器人已渐渐摆脱冰冷的机械外观，研究人员也正设法让机器人具有人类般的感知能力，如视觉、听觉、触觉甚至情绪传感，并能有相对应的回应等。除了人形机器人，机器人的型态还开始因应其不同的需求，出现更多可能性。一旦打破“人形迷思”，机器人的发展方向更将无限广阔。
　　除了前述服务性应用领域，智能机器人未来还能朝模仿生物的形态与功能的“仿生学”方向发展。譬如，美国国防先进研究计划局赞助“航空环境公司”研究“黑寡妇”机器人，希望利用15公分长、仿真蜘蛛造型的小型飞行器侦测到卫星也无法拍摄到的细节；伯克利大学也正在研究灰尘般大小的微形机器人，只要散布在空气中就能让一个个微小感应器串联成网络；黏在指尖上，不用键盘就可直接操作计算机；撒在冰箱内就能监控食物的新鲜程度的“智能型灰尘”。今年八月，英国科学家更发表了第一款可由脑组织控制、并以神经元为动力的机器人“MeetGordon”。这种机器人可以植入脑中，协助理解更多脑部功能。
　　已成为世界制造中心的中国，目前对于产业机器人及机器人自动化成套装备需求较为强劲，相关研究与基础零组件也获得国家科技发展规划较多支持。但随着智能机器人产业的发展迅速，中国可藉由工具机械发展累积的技术能力，涉足适用于严苛工作环境下之机器人，同时通过半导体元器件与相关设备的国产化，提高国内机器人的技术。展望未来，机器人将不只是劳工、手术助理、指挥家、清洁人员和宠物，只要我们的想象力源源不绝，智能机器人也将为我们的生活带来无限的惊喜。

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